Царь-пушка имеет своеобразную конструкцию и даже по внешнему виду мало похожа на обычную пушку. По устройству канала ствола Царь-пушка близка к мортирам. Канал делится на две части — цилиндрический ствол, или «котел», для снаряда и казенную часть для заряда, или пороховую камору.
Общая длина ствола Царь-пушки 5 м 34 см, калибр дульного среза 890 мм. По длине ствол пушки имеет 6 калибров, тогда как у мортир XVII–XVIII веков он доходил до 2–2,5 калибра, а у дальнобойных мортир — до 3,5 калибра. По-видимому, это орудие является одним из дальнобойных.
Профессор И.И. Фальковский в своей книге «Москва в истории техники» считает, что «по своему типу Царь- пушка является мортирой… В XVI веке ни в одной стране калибра 890, конечно, не было. Но относительные размеры Царь-пушки не отличаются существенно от других мортир даже XVII–XVIII веков».
Ствол Царь-пушки расчленен декоративными орнаментальными поясками на четыре неравные части. У дульного срезау торели имеются рельефные пояса с прямоугольными квадратными углублениями и розетками в центре каждого из них. Орнаментальные пояса состоят из однообразных пальметт, рисунок которых очень характерен для Чохова.
На правой стороне ствола имеется литое изображение скачущего всадника. Это портрет царя Федора Ивановича, при котором отливалась пушка. Над изображением надпись: «Божиею милостию царь и великий князь Федор Иванович Государь и самодержец всея великия Росия».
На средней части пушки имеется другая надпись: «Повелением благоверного и христолюбивого царя и великого князя Федора Ивановича государя самодержца всея великия Росия. При его благочестивой и христолюбивой царице великой княгине Ирине. Слита бысть сия пушка в преименитом царствующем граде Москве лета 7094 (1586), в третье лето государства его. Делал пушку пушечной литец Ондрей Чохов».
Канал ствола Царь-пушки имеет не совсем точную цилиндрическую форму: в казенной части диаметр несколько меньше, чем в дульной. Толщина стенок ствола в дульной части—15 см, в пороховой каморе — 40 см. Толщина задней стенки, или торели, — 42 см.
Запальное отверстие у Царь-пушки находится наверху торели, как и у всех других пушек. Диаметр его — 10 мм. У отверстия имеется специальная глубокая впадина в виде квадратной коробочки, в которую насыпался порох. Чтобы порох не сдувался ветром и не сырел в дождливую погоду, над коробочкой была устроена крышка, которая откидывалась на шарнире.
Царь-пушка имеет восемь массивных прямоугольных скоб, расположенных попарно по бокам ствола. Первые две пары находятся в более легкой по весу ствольной части, а две другие — в казенной.
Обычного лафета, как у других пушек, Царь-пушка не имела. Она покоилась на специальном станке с определенным, заранее заданным углом возвышения.
В 1835 г. для Царь-пушки, а также для других больших пушек Кремля на петербургском чугунолитейном заводе Берда были изготовлены декоративные чугунные лафеты, на которых они стоят и до настоящего времени.
В древности Царь-пушка называлась еще «Дробовик Российский», так как была рассчитана на стрельбу «дробом», т. е. картечью.
Царь-пушке не пришлось участвовать в боевых действиях, однако несомненно, что ее отливали именно как боевое орудие, а не в чисто декоративных целях. Царь- пушка является шедевром тяжелой крепостной артиллерии своего времени.
Н. И. Фальковский считает, что, ожидая нашествия татар и сооружая новые укрепления, москвичи вряд ли занялись бы изготовлением «бутафорской» пушки весом 2 400 пудов. Такого же вывода придерживается и ряд других авторов. Так, в книге А. Позднева «Творцы отечественного оружия»[5] высказана мысль о возможности участия Царь-пушки в обороне Москвы. «В 1591 году при приближении к Москве татарских полчищ Казы-Гирея, — пишет А. Позднев, — в боевую готовность была приведена вся московская артиллерия и в том числе Царь-пушка Чохова. Ее установили в Китай- городе для защиты главных кремлевских ворот и переправы через Москву-реку».
У подножия пушки лежат четыре огромных ядра, сложенные в пирамиду. Это декоративные чугунные гранаты, полые внутри. Толщина их стенок—9 см. Вес ядра—1 т. Обычно такие снаряды, но с более тонкими стенками, наполнялись порохом, а в круглое отверстие вставлялся запал — деревянная пробка с горящим фитилем внутри.
Вес Царь-пушки — 2 400 пудов (около 40 т). Так как перевозка огромных пушек была сопряжена с большими трудностями, то их отливали обычно на месте, вблизи от крепости. Царь-пушка отливалась в Москве на Пушечном дворе. С одного места на другое ее перетаскивали при помощи катков — толстых бревен. Все это говорит о том, что Царь-пушка предназначалась для защиты и обороны Московского Кремля.